DE2216727B2 - Process for the production of 1-histidine by fermentation - Google Patents
Process for the production of 1-histidine by fermentationInfo
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Description
Bevorzugte Antibiotica werden veranschaulicht durch Penicillin, Streptomycin, Cephalosporin, Cycloserin, Chloramphenicol, Erythromycin, Tetracyclin Bacitracin, Kanamycin, Spiramycin, Viomycin, Novobiocin, Colistin u. dgl. Bevorzugte oberflächenaktive Mittel werden veranschaulicht durch anionische oberflächenaktive Mittel, wie Alkylsulfate, Alkylarylsulfonate, Alkylphosphate, Amidsulfonate, Estersulfonate und Amidsulfate; kationische oberflächenaktive Mittel, wie Amine und deren Salze, quaternäre Ammoniumsalze, Pyridiniumsalze und Picoliniumsalze; amphotere oberflächenaktive Mittel vom Betain-Typ, Schwefelsäureester-Typ und SuIf onsäure-Typ; und nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie Polyoxyäthylen-alkyläther, Polyoxyäthylen-alkylphenoläther, Polyoxyäthylen-alkylester, Sorbitan-alkylester, Polyoxyäthylen-sorbitan-alkylester, Polyoxyäthylen-glykolester, Polyoxyäthylen-glykoläther u. dgl.Preferred antibiotics are illustrated by penicillin, streptomycin, cephalosporin, cycloserine, Chloramphenicol, Erythromycin, Tetracycline Bacitracin, Kanamycin, Spiramycin, Viomycin, Novobiocin, Colistin and the like. Preferred surfactants are exemplified by anionic surfactants Agents such as alkyl sulfates, alkyl aryl sulfonates, alkyl phosphates, amide sulfonates, ester sulfonates and amide sulfates; cationic surfactants, such as amines and their salts, quaternary ammonium salts, pyridinium salts and picolinium salts; amphoteric betaine type, sulfuric acid ester type and sulfonic acid type surfactants; and non-ionic surface-active agents, such as polyoxyethylene alkyl ethers, Polyoxyethylene alkyl phenol ether, polyoxyethylene alkyl ester, Sorbitan alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, Polyoxyethylene glycol ester, polyoxyethylene glycol ether and the like.
Bevorzugte organische und anorganische Hemmstoffe werden veranschaulicht durch Mercurichlorid, Acrinol, Resorcinol, Kresol u. dgl.Preferred organic and inorganic inhibitors are illustrated by mercuric chloride, Acrinol, resorcinol, cresol and the like.
Es ist gefunden worden, daß unter diesen Mitteln Penicillin und die nichtionischen oberflächenaktiven Mittel für den erfindungsgemäßen Zweck besonders geeignet sind. Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck »Penicillin« bedeutet Penicillin G, «-Phenoxyäthyl-penicillin, Phenoxymethyl-penicillin, Amcillin, Carbenicillin und verschiedene andere synthetische Penicilline der bekannten Typen.It has been found that among these agents, penicillin and the nonionic surfactants Means are particularly suitable for the purpose of the invention. The one in the present description The term "penicillin" used means penicillin G, "-phenoxyethyl-penicillin, phenoxymethyl-penicillin, Amcillin, carbenicillin and various other synthetic penicillins of the known Types.
Die Bedingungen, unter welchen das wachstumshemmende Mittel erfindungsgemäß angewendet wird, sind sehr wichtig und in biochemischer Hinsicht auch sehr interessant.The conditions under which the growth-inhibiting Means used according to the invention are very important and in biochemical terms too very interesting.
Im Fall, daß ein wachstumshemmendes Mittel verwendet wird, welches eine starke Aktivität hat, ist es vorteilhaft, daß der Zusatz in einem späteren Stadium des logarithmischen Wachstums des verwendeten Stammes getätigt wird. Im besonderen ergibt der Zusatz in einem früheren Stadium des logarithmischen Wachsturns im Fall der Verwendung eines 1-Histidin produzierenden Stammes, welcher aus einem 1-Glutaminsäure produzierenden Stamm durch Mutationsbehandlung erhalten worden ist — wie in den Beispielen gezeigt —, ein Ansteigen der Produktion einer relativ großen Menge an Glutaminsäure, während der Zusatz in einem späteren Stadium des logarithmischen Wachstums des verwendeten Stammes eine größere Menge an 1-Histidin ohne die Produktion von 1-Glutaminsäure hervorbringt.In the case that a growth retardant which has strong activity is used, it is advantageous that the additive used at a later stage of the logarithmic growth Tribal is made. In particular, the addition gives an earlier stage of logarithmic growth in the case of using a 1-histidine producing strain which is derived from a 1-glutamic acid producing strain has been obtained by mutation treatment - as shown in the examples -, an increase in the production of a relatively large amount of glutamic acid while adding in a larger amount at a later stage in the logarithmic growth of the stem used of 1-histidine without the production of 1-glutamic acid brings forth.
Die Menge des zugesetzten wachstumshemmenden Mittels mit einer starken Aktivität liegt vorteilhaft zwischen 1 und 100 y/ml, vorzugsweise zwischen 1 und 50y/ml des Mediums. Andererseits können nichtionische oberflächenaktive Mittel, welche eine geringere Hemmwirkung haben, in einem früheren Stadium des logarithmischen Wachstums des verwendeten Stammes zugesetzt werden, vorzugsweise in einer Menge von 100 bis 2000 y/ml des Mediums. Die Gewinnung des in der Zuchtbrühe angehäuften 1-Histidins kann nach konventioneller Methode bewirkt werden, z. B. mit Hilfe der Chromatographie oder eines Ionenaustauscherharzes. The amount of the growth inhibitor having a strong activity added is advantageously between 1 and 100 y / ml, preferably between 1 and 50 y / ml of the medium. On the other hand, nonionic surfactants which have a lower inhibitory effect at an earlier stage of the logarithmic growth of the stem used are added, preferably in an amount of 100 to 2000 y / ml of the medium. The 1-histidine accumulated in the breeding broth can be recovered after conventional method, e.g. B. with the help of chromatography or an ion exchange resin.
Die folgende Tabelle 1 zeigt die erfindungsgemäß erhaltenen Ergebnisse mit und ohne Zusatz des wachstumshemmenden Mittels, des K-Salzes des Penicillins G. Der technische Vorteil der vorliegenden Erfindung ist eindeutig gezeigt.Table 1 below shows those obtained according to the invention Results with and without the addition of the growth-inhibiting agent, the K salt of penicillin G. The technical advantage of the present invention is clearly demonstrated.
Penicillir
ZugabezeitK-SaIz
Penicillir
Addition time
is G
Zugabe
mengeof
is G
Encore
lot
zellen-
gewichtDry-
cellular
weight
produ
zierenden
1-Histidin
Zell
substanzAmount of
produ
ornamental
1-histidine
Cell
substance
Bemerkung zu Ab. 1:Comment on paragraph 1:
Stammtribe
Der 1-Histidin produzierende Stamm Corynebacterium glutamicum ATCC 21 604 wurde verwendet. Die Saatkultur wurde wie im nachfolgenden Beispiel 1 beschrieben gebildet.The 1-histidine producing strain Corynebacterium glutamicum ATCC 21 604 was used. The seed culture was formed as described in Example 1 below.
Zusammensetzung des MediumsComposition of the medium
20% Saccharose, 0,2% KH2PO4, 0,1% K2HPO4, 0,05 % MgSO4 · 7H20,0,001 % FeSO4 · 7H20,0,001 % MnSO4 · 4H20,0,5 % Maisquellflüssigkeit, 200 γ/l Biotin, 2,0 % (NHi)2SO4 und 0,2 % Harnstoff.20% sucrose, 0.2% KH 2 PO 4 , 0.1% K 2 HPO 4 , 0.05% MgSO 4 • 7H 2 0.0.001% FeSO 4 • 7H 2 0.0.001% MnSO 4 • 4H 2 0 , 0.5% corn steep liquor, 200 γ / l biotin, 2.0% (NHi) 2 SO 4 and 0.2% urea.
HauptkulturMain culture
Die Hauptkultur wurde auf ähnliche Weise — wie die im nachfolgenden Beispiel 2 beschriebene — ausgeführt. The main culture was carried out in a manner similar to that described in Example 2 below.
Wie aus den oben gezeigten Ergebnissen ersichtlich, erhöht sich durch den Zusatz eines wachstumshemmenden Stoffes zur Kulturbrühe die Bildung und Anhäufung des 1-Histidins bedeutend.As can be seen from the results shown above, increases by the addition of a growth inhibitor Substance for the culture broth the formation and accumulation of the 1-histidine significant.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.The following examples illustrate the invention.
Beispiel 1 I. StammExample 1 I. Strain
Der 1-Histidin produzierende Stamm Corynebacterium glutamicum ÄTCC 21604 wurde eingesetzt.The 1-histidine producing strain Corynebacterium glutamicum ÄTCC 21604 was used.
II. Saat-KulturII. Seed culture
20 ml eines Mediums, bestehend aus: 4% Glukose, 2% Pepton, 1% Fleischextrakt, 0,5% Hefeextrakt, 0,05 % MgSO4 · 7H2O, 0,15 % KH2PO4, 0,05 % K2HP-0,05% MgSO4-7H2O, 0,15% KH2PO4, 0,05% K2HPO4, 30y/l Biotin und 0,3% Harnstoff. Die Saatkultur, die auf ein pH von 7,2 eingestellt war, wurde in einen 250-ml-Erlenmeyer-Kolben gefüllt und durch Erhitzen sterilisiert. Der Stamm wurde auf das Medium geimpft und 24 Stunden unter Schütteln bei 28 0C gezüchtet. 20 ml of a medium consisting of: 4% glucose, 2% peptone, 1% meat extract, 0.5% yeast extract, 0.05% MgSO 4 7H 2 O, 0.15% KH 2 PO 4 , 0.05% K 2 HP-0.05% MgSO 4 -7H 2 O, 0.15% KH 2 PO 4 , 0.05% K 2 HPO 4 , 30y / l biotin and 0.3% urea. The seed culture, adjusted to pH 7.2, was placed in a 250 ml Erlenmeyer flask and sterilized by heating. The strain was inoculated on the medium and cultured at 28 ° C. with shaking for 24 hours.
III. HauptkulturIII. Main culture
40 ml eines Mediums, bestehend aus: 20% Saccharose, 0,2% KH2PO4, 0,1% K2HPO4, 0,05% MgSO4-7H20,0,001 % FeSO4 · 7H20,0,001 % MnSO4- 4H2O,40 ml of a medium consisting of: 20% sucrose, 0.2% KH 2 PO 4 , 0.1% K 2 HPO 4 , 0.05% MgSO 4 -7H 2 0.0.001% FeSO 4 · 7H 2 0, 0.001% MnSO 4 - 4H 2 O,
0,5% Maisquellflüssigkeit, 200 γ/1 Biotin, 2% (NH^)2SO4 und 0,2 % Harnstoff, das auf ein pH von 7,2 eingestellt war, wurde in einen Sakaguchi-Kolben gefüllt und durch Erhitzen sterilisiert; alsdann wurde es mit 2 ml der Saatkultur beimpft. Nach 24 Stunden Züchten unter Schütteln bei 28° C wurden verschiedene Antibiotica sowie organische und anorganische Hemmstoffe in verschiedenen Konzentrationen, welche getrennt unter sterilen Bedingungen bereitet waren, jeweilig den Fraktionen der Zuchtbrühe — wie in Tabelle 2 gezeigt — zugesetzt. Jede Fraktion wurde 48 Stunden unter Schütteln weiter gezüchtet.0.5% corn steep liquor, 200 γ / 1 biotin, 2% (NH 4 ) 2 SO 4 and 0.2% urea adjusted to pH 7.2 were placed in a Sakaguchi flask and sterilized by heating ; then it was inoculated with 2 ml of the seed culture. After cultivation with shaking at 28 ° C. for 24 hours, various antibiotics and organic and inorganic inhibitors in various concentrations, which were prepared separately under sterile conditions, were added to the respective fractions of the cultivation broth as shown in Table 2. Each fraction was further grown with shaking for 48 hours.
Die Mengen an !-Histidin, das in der jeweiligen Zuchtbrühe angehäuft war, wenn verschiedene Hemmstoffe verwendet wurden, werden in Tabelle 2 gezeigt.The amounts of! -Histidine that was accumulated in each broth when different inhibitors are shown in Table 2.
mengeadditive
lot
zellen-
gewichtDry-
cellular
weight
21,1-M. ·) M
21.1
bereitet war, jeweils den Fraktionen der Hauptkultur in verschiedenen Stadien der Züchtung — wie in Tabelle 3 gezeigt — zugesetzt. Jede Fraktion wurde dann unter den gleichen Bedingungen, wie oben beschrieben, 48 bis 72 Stunden unter Rühren und Belüften weiter gezüchtet.was prepared, each of the fractions of the main culture in different stages of breeding - as in table 3 shown - added. Each fraction was then under the same conditions as described above, Cultivated for 48 to 72 hours with stirring and aeration.
Die Mengen an dem so in der Zuchtbrühe angehäuften 1-Histidin und !-Glutaminsäure sind in Tabelle 3 gezeigt.The amounts of 1-histidine and! -Glutamic acid thus accumulated in the broth are shown in Table 3 shown.
des Penicil
ZugabezeitAddition to 1
of Penicil
Addition time
ins G
Zugabe
mengeC-SaIz
into G
Encore
lot
zellen-
gewichtDry-
cellular
weight
aminsäure1-embers
amic acid
Die Herstellung von 1-Glutaminsäure gehört nicht zum Gegenstand der Erfindung.The production of 1-glutamic acid does not belong the subject of the invention.
2S B e i s ρ i e 1 3 2 SB eis ρ ie 1 3
Eine gleiche Behandlung wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde mit dem Unterschied durchgeführt, daß Brevibacterium flavum ATCC 21 605 als Saatgut verwendet wurde, und es wurden verschiedene oberflächenaktive Mittel, wie in Tabelle 4 gezeigt, jeweils den Fraktionen des Kulturmediums zu Hemmzwecken zugesetzt. The same treatment as described in Example 1 was carried out with the difference that Brevibacterium flavum ATCC 21 605 was used as a seed and various surfactants have been found Agents as shown in Table 4 were added to each fractions of the culture medium for the purpose of inhibition.
Die Mengen an so in diesen Fraktionen produziertem 1-Histidin sind in Tabelle 4 gezeigt.The amounts of 1-histidine thus produced in these fractions are shown in Table 4.
Beispiel 2 I. StammExample 2 I. Strain
Es wurde der gleiche Stamm wie im Beispiel 1 verwendet. The same strain as in Example 1 was used.
II. SaatkulturII. Seed culture
300 ml eines gleichen Mediums — wie im Beispiel 1 beschrieben — wurden in einen konischen 2-1-Kolben gefüllt und durch Erhitzen sterilisiert. Der Stamm wurde auf das Medium geimpft, und dann wurde unter Schütteln 24 Stunden bei 28 0C gezüchtet.300 ml of the same medium - as described in Example 1 - were filled into a conical 2 l flask and sterilized by heating. The strain was inoculated on the medium and then cultured at 28 ° C. with shaking for 24 hours.
III. HauptkulturIII. Main culture
zellen-Dry-
cellular
Drei eines gleichen, im Beispiel 1 beschriebenen Mediums wurden in einen 5-1-Rüttel-Fermenter gefüllt und durch Erhitzen sterilisiert. 300 ml der Saatkultur wurden aufgeimpft, und man züchtete unter Rühren (650 U.p.M.) und Belüften bei 280C und bei einem pH von 6,8. Danach wurden lOy/ml K-SaIz des Penicillins G, welches getrennt unter sterilen BedingungenThree of the same medium as described in Example 1 were placed in a 5-1 vibrating fermenter and sterilized by heating. 300 ml of the seed culture were inoculated, and were grown with agitation (650 rpm) and aeration at 28 0 C and at a pH of 6.8. Thereafter, 10 y / ml K salts of penicillin G, which were separated under sterile conditions
Es wurde die gleiche wie im Beispiel 1 beschriebene Behandlung jedoch mit dem Unterschied durchgeführt, daß sowohl verschiedene in Tabelle 5 aufgeführte 1-Histidin produzierende Stämme als auch 10 y/ml des K-Salzes des Penicillins G verwendet wurden.The same treatment as described in Example 1 was carried out, but with the difference that both the various 1-histidine-producing strains listed in Table 5 and 10 y / ml des Penicillin G K salt were used.
Die Mengen an so angehäuftem 1-Histidin sind in Tabelle 5 gezeigt.The amounts of 1-histidine thus accumulated are shown in Table 5.
Wie in den obigen Beispielen gezeigt, verbessert der Zusatz an wachstumshemmenden Stoffen die Ausbeute an 1-Histidin wesentlich.As shown in the above examples, the addition of growth inhibitors improves the yield essential to 1-histidine.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |